Dans des domaines tels que la mécanique des explosions, la science des matériaux et l'exploration de l'espace lointain, la vitesse d'explosion - C'est - à - dire la vitesse de propagation d'une onde de choc ou d'explosion dans un milieu - est un paramètre physique essentiel. Il est directement lié à l'efficacité de libération d'énergie, à la puissance de destruction, aux propriétés de réponse dynamique de nouveaux matériaux et aux processus physiques d'événements tels que les impacts planétaires. Cependant, le processus d'explosion se produit à l'échelle de la microseconde, voire de la nanoseconde, avec des températures élevées, des pressions élevées et de fortes perturbations électromagnétiques, et une mesure précise de sa vitesse n'est rien de moins qu'une danse sur la pointe du temps. Le tachymètre à sonde à fibre optique est la règle de précision conçue pour relever ce défi extrême.
Les méthodes traditionnelles de mesure de la vitesse d'explosion, telles que la méthode de la sonde électrique, bien qu'ayant une longue histoire, ont de nombreuses limites. La sonde électrique elle - même appartient à un conducteur métallique et est extrêmement sensible aux interférences dans un environnement d'impulsion électromagnétique forte, entraînant une distorsion du signal; Sa vitesse de réponse est limitée et la précision de la mesure est insuffisante pour les explosions à très grande vitesse; Et l'installation de la sonde crée un certain degré d'interférence physique dans la zone à mesurer. Et l'émergence de la sonde à fibre optique blastomètre, puis fondamentalement surmonter ces problèmes difficiles, la technologie de mesure de la vitesse de détonation est entrée dans une toute nouvelle ère.
Le principe de base du système est ingénieux et concis. Il utilise la fibre optique elle - même comme capteur pour enterrer ou installer une ou plusieurs sondes à fibre optique spécialement conçues à un pas prédéterminé dans le ou les matériaux à mesurer. Lorsque le front d'onde explosive se propage à grande vitesse et atteint successivement les différentes positions de la sonde, une haute température transitoire et une haute pression peuvent provoquer une mutation de la structure de la fibre optique à la surface d'extrémité de la sonde, provoquant une coupure instantanée ou une forte atténuation du signal laser dans la transmission. Le système enregistre avec précision le moment où chaque signal de sonde disparaît grâce à une minuterie de haute précision et à large bande passante. Étant donné que la distance physique entre les sondes est connue, le calcul de la différence de temps entre les signaux des sondes voisines permet de déterminer avec précision la vitesse moyenne de l'onde explosive dans cette section, ce qui permet de tracer une courbe complète de variation de la vitesse d'explosion.
Les avantages de la sonde à fibre optique blastometer sont révolutionnaires. Tout d'abord, ses fibres optiques sont fabriquées à partir d'un matériau de quartz isolé qui n'est pas affecté par de fortes impulsions électromagnétiques, assurant la pureté et la fiabilité du signal dans un environnement électromagnétique complexe. Deuxièmement, sa vitesse de réponse est extrêmement rapide, jusqu'au niveau des nanosecondes, ce qui permet de capturer le processus de détonation le plus rapide, avec une précision de mesure bien supérieure à celle des méthodes traditionnelles. En outre, la sonde à fibre optique est petite et légère, ce qui entraîne très peu d'interférences physiques avec le sujet testé et reflète plus fidèlement l'état initial de l'explosion. De plus, grâce à la technique de multiplexage, il est possible de disposer des dizaines, voire des centaines de points de mesure en une seule expérience, ce qui permet d'obtenir une répartition spatiale fine des vitesses de détonation, fournissant des données riches pour étudier le mécanisme de propagation des ondes de détonation.
Aujourd'hui, l'instrument de mesure de vitesse d'explosion à sonde à fibre optique est devenu la configuration standard pour la recherche en physique des explosions dans les principaux instituts de recherche scientifique et les unités militaires et industrielles à la maison et à l'étranger. C'est comme un observateur calme et précis qui, avec la vitesse et la précision de la lumière, nous dévoile les mystères de ce monde éphémère, mais chargé d'énergie, qui explose, poussant la science et la technologie pertinentes vers de nouveaux sommets.